TW201346324A - 成像裝置及電子系統 - Google Patents

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TW201346324A
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Tomohiko Baba
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Abstract

本發明揭示一種成像裝置，其包含：一透鏡群組，其由一或多個透鏡元件形成；及一成像器件，其具有一光接收表面，該透鏡群組在其上形成一物件之一影像，其中該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間之一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。

Description

成像裝置及電子系統
本發明技術係關於一成像裝置及一電子系統，且特定而言，係關於可減小大小之一成像裝置及一電子系統。
通常極大地需要併入於近期行動電話及PC(個人電腦)中之成像裝置具有高解析度、低成本及緊湊性。由於已顯著減小CCD(電荷耦合器件)及CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像感測器以及其他成像器件中之單元間隔，因此通常需要一光學系統藉由比在相關技術中大量地抑制光學像差而具有較高成像效能。
為藉由簡單修改光學系統而達成上文所闡述之要求，舉例而言，將出現以下問題：透鏡之數目增加；通常需要高裝配精確度，且需要將每一透鏡製造成極難以達成之一厚度。
為解決該等問題，已提出藉由使用一經球面彎曲成像器件來減小光學系統上之影像平面校正之負擔之簡化每一透鏡之一技術(舉例而言，參見PTL 1)。
PTL 1闡述具有一前光闌類型一組兩透鏡組態之一光學系統，其中在塑膠模製程序中單獨地形成之兩個透鏡彼此接合。然而，PTL 1中所闡述之技術之問題(舉例而言)在於未併入紅外線移除濾光器且一彎曲成像器件產生筒形光學失真。此等問題僅允許該光學系統與一小像素數目組態(諸如CIF(共同中間格式)及VGA(視訊圖形陣列)標準) 一起使用。
NPL 1揭示關於允許將一成像器件彎曲之經隨機配置像素之一方法。
[引文列表] [專利文獻] [PTL 1]
JP-A-2004-312239
[非專利文獻] [NPL 1]
「The optical advantages of curved focal plane arrays」，Optical EXPRESS 4965/第16卷，第7期，2008年3月31日
然而，在至少需要減小大小之一成像裝置中，隨機地配置像素導致像素之一有效區域之一減少。在此意義上，NPL 1中所闡述之方法不係較佳的。
在一實際成像裝置中之一成像器件中，特定而言，期望不減小像素之有效區域但僅彎曲該有效區域且維持圍繞該彎曲有效區域之一區域如在一典型晶片中一樣平坦。
然而，由於一大力作用於該彎曲部分與該平坦部分之間的邊界上，因此上文所闡述之組態易於破裂。
鑒於上文所闡述之情況，且期望以一較可靠方式來達成大小減小。
根據本發明技術之一實施例之一成像裝置包含由一或多個透鏡元件形成之一透鏡群組及具有該透鏡群組在其上形成一物件之一影像 之一光接收表面之一成像器件。該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形以使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間的一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
在一影像高度之100%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該透鏡群組之該光學軸之一交叉點可經如此設定以使得該交叉點比在該影像高度之0至90%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該光學軸之一交叉點距該光接收表面遠。
該光接收表面之該邊緣處之該正切角可設定為35度或更小。
一第一透鏡群組及一第二透鏡群組可經安置為透鏡群組且係自物件存在之側朝向該光接收表面而配置。該第一透鏡群組可係一內置光闌透鏡群組，及該第二透鏡群組之每一表面可朝向該光接收表面呈凸形。
該透鏡群組之一焦距f、該第一透鏡群組之一焦距fg1及該第二透鏡群組之一焦距fg2可經設定以滿足以下條件表達式：0.5fg1/f5及2fg2/f或fg2/f-2。
該第二透鏡群組之該等表面中之至少一者可經組態以具有一非球面形狀。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第二透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；具有一光闌 之一透明部件；及一第三透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；一第三透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第四透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：具有一彎月形狀之一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第三透鏡元件。該第一透鏡元件可經組態朝向該物件呈凸形。該第二透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。該第一透鏡元件與該第二透鏡元件可經組態以在中間夾有空氣。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：具有一彎月形狀之一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；一第三透鏡元件；及一第四透鏡元件。該第一透鏡元件可經組態朝向該物件呈凸形。該第二透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。該第一透鏡元件與該第二透鏡元件可經組態以在中間夾有空氣。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：具有一彎月形狀之一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；一光闌；及一第三透鏡元件。該第一透鏡元件可經組態朝向該物件呈凸形。該第一透鏡元件與該第二透鏡元件可經組態以在中間夾有空氣，且該光闌與該第三透鏡元件可經組態以在中間夾有空氣。
該第一透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：具有一彎月形狀之一第一透鏡元件；一光闌；及一第二透鏡元件。該第一透鏡元件可經組態朝向該物件呈凸形。該第 二透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。該第一透鏡元件與該光闌可經組態以在中間夾有空氣，且該光闌及該第二透鏡元件可經組態以在中間夾有空氣。
該透鏡群組可由自該物件存在之該側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第二透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第三透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該透鏡群組可由自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置之以下組件形成：一第一透鏡元件；一第二透鏡元件；一第三透鏡元件；具有一光闌之一透明部件；及一第四透鏡元件，且該第一透鏡元件可經組態以具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
該透鏡群組可經組態以產生正光學失真。
光學失真量可設定為5%或更大。
該透鏡群組之一有效半徑D_lens及該成像器件之一有效半徑D_im滿足以下條件表達式：0.35<D_lens/D_im<0.75。
根據本發明技術之一實施例之一電子系統係包含一成像裝置之一電子系統，且該成像裝置包含由一或多個透鏡元件形成之一透鏡群組及具有該透鏡群組在其上形成一物件之一影像之一光接收表面之一成像器件。該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形以使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間的一角之一正切角小於當 該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
在本發明技術之一實施例中，該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形以使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間的一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
根據本發明技術之實施例，以一較可靠方式來達成大小減小。
10‧‧‧透鏡群組
11‧‧‧透鏡元件
12‧‧‧透明部件
13‧‧‧透鏡元件
30‧‧‧成像器件
110‧‧‧透鏡群組/經組態透鏡群組
111‧‧‧透鏡元件
111A‧‧‧透鏡元件
111B‧‧‧透鏡元件
111C‧‧‧透鏡元件
112‧‧‧透明部件
113‧‧‧透鏡元件
130‧‧‧成像器件/彎曲成像器件
210‧‧‧第一透鏡群組/透鏡群組/經組態透鏡群組/第一群組
211‧‧‧透鏡元件
211A‧‧‧透鏡元件
211B‧‧‧透鏡元件
211C‧‧‧透鏡元件
212‧‧‧透明部件
213‧‧‧透鏡元件
214‧‧‧透鏡元件
220‧‧‧第二透鏡群組/透鏡群組/經組態透鏡群組
221‧‧‧透鏡元件
230‧‧‧成像器件/彎曲成像器件
310‧‧‧玻璃基板
320‧‧‧第一群組
330‧‧‧第二群組
400‧‧‧電子系統
410‧‧‧光學系統
420‧‧‧成像器件
430‧‧‧驅動電路
440‧‧‧信號處理電路
IMG‧‧‧成像器件之光接收表面
S1‧‧‧透鏡元件之表面
S2‧‧‧透鏡元件之表面
S3‧‧‧透鏡元件之表面
S4‧‧‧透鏡元件之表面
S5‧‧‧透鏡元件之表面
S6‧‧‧透鏡元件之表面
Sb1‧‧‧透鏡元件之表面
Sb2‧‧‧透鏡元件之表面
Sf1‧‧‧透鏡元件之表面
Sf2‧‧‧透鏡元件之表面
Sf3‧‧‧透鏡元件之表面
Sf4‧‧‧透鏡元件之表面
Sf5‧‧‧透鏡元件之表面
Sf6‧‧‧透鏡元件之表面
Sf7‧‧‧透鏡元件之表面
ω‧‧‧半視角
θ0‧‧‧正切角
θ1‧‧‧正切角/小正切角
θ2‧‧‧正切角/較小正切角
[圖1]
圖1展示相關技術之一成像裝置之組態之一實例。
[圖2]
圖2展示根據本發明技術應用於其之一第一實施例之一成像裝置之組態之一實例。
[圖3]
圖3展示根據實例1之一成像裝置之組態之一實例。
[圖4]
圖4係展示實例1中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖5]
圖5展示實例1中之一失真柵格圖案。
[圖6]
圖6展示根據實例2之一成像裝置之組態之一實例。
[圖7]
圖7係展示實例2中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖8]
圖8展示實例2之一失真柵格圖案。
[圖9]
圖9展示根據實例3之一成像裝置之組態之一實例。
[圖10]
圖10係展示實例3中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖11]
圖11展示實例3中之一失真柵格圖案。
[圖12]
圖12展示根據本發明技術應用於其之一第二實施例之一成像裝置之組態之一實例。
[圖13A]
圖13A闡述相關技術之一透鏡中之一光闌。
[圖13B]
圖13B闡述相關技術之另一透鏡中之一光闌。
[圖14]
圖14展示根據實例4之一成像裝置之組態之一實例。
[圖15]
圖15係展示實例4中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖16]
圖16展示實例4中之一失真柵格圖案。
[圖17]
圖17展示根據實例5之一成像裝置之組態之一實例。
[圖18]
圖18係展示實例5中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖19]
圖19展示實例5中之一失真柵格圖案。
[圖20]
圖20展示根據實例6之一成像裝置之組態之一實例。
[圖21]
圖21係展示實例6中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖22]
圖22展示實例6中之一失真柵格圖案。
[圖23]
圖23展示根據實例7之一成像裝置之組態之一實例。
[圖24]
圖24係展示實例7中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖25]
圖25展示實例7中之一失真柵格圖案。
[圖26]
圖26展示根據實例8之一成像裝置之組態之一實例。
[圖27]
圖27係展示實例8中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖28]
圖28展示實例8中之一失真柵格圖案。
[圖29]
圖29展示根據實例9之一成像裝置之組態之一實例。
[圖30]
圖30係展示實例9中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖31]
圖31展示實例9中之一失真柵格圖案。
[圖32]
圖32展示根據實例10之一成像裝置之組態之一實例。
[圖33]
圖33係展示實例10中之一球面像差、像散及失真之一像差圖。
[圖34]
圖34展示實例10中之一失真柵格圖案。
[圖35]
圖35闡述晶圓級光學器件。
[圖36]
圖36係展示其中併入有本發明技術應用於其之一成像裝置之一電子系統之組態之一實例之一方塊圖。
下文將參考圖式闡述本發明技術之實施例。
<1.第一實施例>
圖1展示相關技術之一成像裝置之組態之一實例。
圖1中所展示之成像裝置由一透鏡群組10及一成像器件30形成。透鏡群組10由一透鏡元件11、一透明部件12及一透鏡元件13形成。透明部件12具有一光闌及一紅外線移除濾光器。
在圖1中所展示之成像裝置中，成像器件30具有朝向透鏡群組10呈一球面表面凹形之一彎曲光接收表面。
外切成像器件30之光接收表面之一正切線與垂直於透鏡群組10之光學軸之一平面之間的角現稱作一正切角。成像器件30之光接收表面之邊緣(最外圓周部分)處之一正切角θ0通常為約30度，且在相關技術中，已難以顯著減小正切角θ0。此之原因係成像器件30之曲率經增加以允許圖1中所展示之成像裝置採用單組設計。
圖2展示根據本發明技術應用於其之一第一實施例之一成像裝置之組態之一實例。
圖2中所展示之成像裝置由一透鏡群組110及一成像器件130形 成。舉例而言，圖2中所展示之成像裝置併入於諸如一行動電話及一行動PC之一小電子系統中。
透鏡群組110經組態為一固定焦距透鏡且由自物件(標的)側朝向成像器件130之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件111、一透明部件112及一透鏡元件113形成。透鏡元件111具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件112具有一光闌及一紅外線移除濾光器。期望以一複製方法來形成透鏡元件111及113，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件112上且用UV光輻照。
透鏡元件111及113中之每一者可替代地具有：一種雙重組態，在該雙重組態中，其中之透鏡由兩種不同玻璃材料製成且在兩個單獨程序中形成；一種三重組態，在該三重組態中，其中之透鏡由三種不同玻璃材料製成且在三個單獨程序中形成；或一組態，在該組態中，其中之透鏡由四種或四種以上不同玻璃材料製成且在四個或四個以上單獨程序中形成。
儘管未展示，但一覆蓋玻璃板、一紅外線移除濾光器、一低通濾光器及其中之每一者皆由一樹脂或玻璃材料製成之其他光學部件可進一步安置於透鏡群組110之物件側上或透鏡群組110與成像器件130之間。
舉例而言，成像器件130由一CCD(電荷耦合器件)影像感測器或一CMOS(互補金屬氧化物半導體)影像感測器形成，且其光接收表面經如此安置以使得其與透鏡群組110之一影像形成平面重合。此外，成像器件130之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組110之凹形之一彎曲表面。
成像器件130之光接收表面之邊緣(最外圓周部分)處之一正切角θ1小於圖1中所展示之成像器件30之光接收表面之邊緣處之正切角θ0且設定為約22度。該小正切角θ1藉由以下事實而達成：光學系統自身 具有擁有接近一球面平面之一形狀之一最佳影像平面，但透鏡具有類似於一雙曲線之一最佳影像平面。
在影像高度之100%處外切成像器件130之光接收表面之正切線之法線與透鏡群組110之光學軸之交叉點比在影像高度之0至90%處外切光接收表面之正切線之法線與光學軸之交叉點距成像器件130之光接收表面遠。
在本發明技術之實施例中，成像器件之光接收表面(有效區域)之邊緣處之正切角設定為35度或更小。
由於如上文所闡述，可減小該正切角，因此可易於彎曲成像器件，且將不發生因作用於彎曲部分與平坦部分之間的邊界上之一大力而導致之破裂。因此，可較可靠地減小成像裝置自身之大小。
透鏡群組110(其係一固定焦距透鏡)經組態以滿足以下條件表達式(1)。
條件表達式(1)定義一透鏡之有效半徑與一成像器件之有效半徑之間的關係。
0.35<D_lens/D_im<0.75 (1)
在條件表達式(1)中，D_lens表示透鏡群組110之有效半徑，及D_im表示成像器件130之有效半徑。由於以下原因，因此需要條件表達式(1)。
當一光學系統包含具有一極大有效直徑之一透鏡時，不維持一對稱透鏡配置及因此最佳像差校正。因此，需要設定一上限。另一方面，當一光學系統包含具有一小有效直徑之一透鏡時，來自透鏡之一主射線以一大入射角入射於成像器件上，此致使彎曲成像器件之曲率增加且因此正切角可大於在本發明技術之實施例中為目標值之35度。因此，需要設定一下限。
在本實施例中，當自非球面表面之頂點處之一正切平面至距光 學軸之高度為y之非球面表面上之點之距離表示為X時，由以下非球面表面方程式來表達一固定焦距透鏡之一非球面表面之形狀。
在上文所闡述之非球面表面方程式中，假定自物件側朝向影像平面側之方向為正，且方程式中之符號表示以下參數：k表示一圓錐係數；c表示非球面表面之頂點處之曲率半徑r之倒數(1/r)；A表示一第四階非球面係數；B表示一第六階非球面係數；C表示一第八階非球面係數；D表示一第十階非球面係數；E表示一第十二階非球面係數；及F表示一第十四階非球面係數。
在以下章節中，將對根據上文所闡述之第一實施例之成像裝置之特定實例做出一說明。
[實例1]
圖3展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之3百萬像素之一1/6大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖3中所展示之成像裝置由一透鏡群組110及一成像器件130形成。
透鏡群組110由自物件側朝向成像器件130之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件111、一透明部件112及一透鏡元件113形成且彼此接合。透鏡元件111具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件112具有一光闌及一紅外線移除濾光器。
期望以一複製方法來形成透鏡元件111，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件112上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件111之表面相對的透明部件112之側上以該複製方法來形成透鏡元件113。特定而言，舉例而言，可在由SCHOTT AG製造之一D263T 玻璃基板之相對側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料來形成透鏡元件111及113。
成像器件130之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組110之凹形之一彎曲表面。在圖3中，正切角設定為19.8度。
在圖3中，用於表面編號S1、S2、S3、S4及IMG來標示透鏡元件111、透明部件112及透鏡元件113之表面以及成像器件130之光接收表面。
表1展示與對應於圖3中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表2展示圖3中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件111之表面S1、透鏡元件113之表面S4及成像器件130之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表2中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表3展示圖3中所展示之成像裝置中之透鏡群組110之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖3中所展示之實例中，焦距f設定 為2.38 mm，數值孔徑F設定為2.8，半視角ω設定為31.8度，及透鏡長度H設定為3.25 mm。
表4展示在實例1中滿足條件表達式(1)。
如表4中所展示，在實例1中滿足由條件表達式(1)所定義之條件。
圖4係展示實例1中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖4之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖4之中心部分展示像散。圖4之右邊部分展示失真。
根據實例1，提供包含具有如3.25 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有所之以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖4中所展示；數值孔徑如2.8一樣大；及半視角如31.8度一樣寬。
此外，在實例1中，透鏡元件111具有大正焦度及4.10 mm之一焦距，且透鏡元件113具有小正焦度及10.3 mm之一焦距，其中一光闌插置於透鏡元件111與透鏡元件113之間。由因此經組態透鏡群組110所產生之16.8%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件130所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至1.88%之一小負(筒形)光學失真，如圖5中所展示。
[實例2]
圖6展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之3百萬像素之一1/6大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖6中所展示之成像裝置由一透鏡群組110及一成像器件130形成。
透鏡群組110由自物件側朝向成像器件130之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件111A、一透鏡元件111B、一透明部件112及一透鏡元件113形成且彼此接合。透鏡元件111A在兩側上具有一凸形表面，且透鏡元件111B具有一平凹形狀。透明部件112具有一光闌及一紅外線移除濾光器。
期望以一複製方法來形成透鏡元件111A及111B，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件112上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件111A及111B之表面相對的透明部件112之側上以該複製方法來形成透鏡元件113。特定而言，舉例而言，可在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料及一NT57玻璃材料以及實施兩次該複製程序來形成透鏡元件111A及111B。此外，可在與透鏡元件111A及111B相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件113。
成像器件130之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組110之凹形之一彎曲表面。在圖6中，正切角設定為21.2度。
在圖6中，用表面編號S1、S2、S3、S4、S5及IMG來標示透鏡元件111A、透鏡元件111B、透明部件112及透鏡元件113之表面以及成像器件130之光接收表面。
表5展示與對應於圖6中所展示之成像裝置之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表6展示圖6中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件111A之表面S1、透鏡元件113之表面S5及成像器件130之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表6中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表7展示圖6中所展示之成像裝置中之透鏡群組110之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖6中所展示之實例中，焦距f設定為2.37 mm，數值孔徑F設定為2.8，半視角ω設定為31.8度，及透鏡長度H設定為3.25 mm。
表8展示在實例2中滿足條件表達式(1)。
如表8中所展示，在實例2中滿足由條件表達式(1)所定義之條件。
圖7係展示實例2中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖7之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖7之中心部分展示像散。圖7之右邊部分展示失真。
根據實例2，提供包含具有如3.25 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖7中所展示；數值孔徑如2.8一樣大；及半視角如31.8度一樣寬。
此外，在實例2中，透鏡元件111A及111B之組合具有大正焦度及4.07 mm之一焦距，且透鏡元件113具有極小正焦度及12.6 mm之一焦距，其中一光闌插置於透鏡元件111與透鏡元件113之間。由因此經組態透鏡群組110所產生之22.3%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件130所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至1.88%之一小負(筒形)光學失真，如圖8中所展示。
[實例3]
圖9展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之3百萬像素之一1/6大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖9中所展示之成像裝置由一透鏡群組110及一成像器件130形成。
透鏡群組110由自物件側朝向成像器件130之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件111A、一透鏡元件111B、一透鏡元件111C、一透明部件112及一透鏡元件113形成且彼此接合。透鏡元件111A在兩 側上具有一凸形表面。透鏡元件111B具有一凹形形狀。透鏡元件111C具有一平凸形狀。透明部件112具有一光闌及一紅外線移除濾光器。
期望以一複製方法來形成透鏡元件111A、111B及111C，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件112上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件111之表面相對的透明部件112之側上以該複製方法來形成透鏡元件113。特定而言，舉例而言，可在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料及一NT57玻璃材料以及實施三次該複製程序來形成透鏡元件111A、111B及111C。此外，可在與透鏡元件111A、111B及111C相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之表面上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件113。
成像器件130之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組110之凹形之一彎曲表面。在圖9中，正切角設定為22.2度。
在圖9中，用表面編號S1、S2、S3、S4、S5、S6及IMG來標示透鏡元件111A、透鏡元件111B、透鏡元件111C、透明部件112及透鏡元件113之表面以及成像器件130之光接收表面。
表9展示與對應於圖9中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表10展示圖9中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件111A之表面S1、透鏡元件113之表面S5及成像器件130之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表10中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表11展示圖9中所展示之成像裝置中之透鏡群組110之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖9中所展示之實例中，焦距f設定為2.30 mm，數值孔徑F設定為2.8，半視角ω設定為31.3度，及透鏡長度H設定為2.99 mm。
表12展示在實例3中滿足條件表達式(1)。
如表12中所展示，在實例3中滿足由條件表達式(1)所定義之條件。
圖10係展示實例3中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖10之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖10之中心部分展示像散。圖10之右邊部分展示失真。
根據實例3，提供包含具有如2.99 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖10中所展示；數值孔徑如2.8一樣大；及半視角如31.3度一樣寬。
此外，在實例3中，透鏡元件111A、111B及111C之組合具有大正焦度及3.59 mm之一焦距，且透鏡元件113具有極小正焦度及28.6 mm之一焦距，其中一光闌插置於透鏡元件111與透鏡元件113之間。由因此經組態透鏡群組110所產生之40.6%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件130所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.30%之一小負(筒形)光學失真，如圖11中所展示。
在具有上文所闡述之一個單組設計光學系統之成像裝置中，成像器件之光接收表面之邊緣處之正切角設定為一小值。在具有一個兩組設計光學系統之一成像裝置中，可進一步減小正切角。
在以下章節中，將對具有本發明技術應用於其之一個兩組設計光學系統之一成像裝置之一實施例之組態做出一說明。
<2.第二實施例>
圖12展示根據本發明技術應用於其之一第二實施例之一成像裝置之組態之一實例。
圖12中所展示之成像裝置由作為透鏡群組之一第一透鏡群組210及一第二透鏡群組220(下文中分別簡單地稱為透鏡群組210及透鏡群組220)以及一成像器件230形成。圖12中所展示之成像裝置亦併入於諸如一行動電話及一行動PC之一小電子系統中。
透鏡群組210及透鏡群組220中之每一者經組態為一固定焦距透鏡。透鏡群組210係一內置光闌透鏡且位於透鏡群組220之物件側上。透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211、一透明部件212及一透鏡元件213形成。透鏡群組220由一透鏡元件221形成，且其兩個表面中之至少一者具有一非球面形狀。透鏡元件211具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。此外，期望以一複製方法來形成透鏡元件211及213，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。
透鏡元件211及213中之每一者可替代地具有：一種雙重組態，在該雙重組態中，其中之透鏡由兩種不同玻璃材料製成且在兩個單獨程序中形成；一種三重組態，在該三重組態中，其中之透鏡由三種不同玻璃材料製成且在三個單獨程序中形成；或一組態，在該組態中，其中之透鏡由四種或四種以上不同玻璃材料製成且在四個或四個以上單獨程序中形成。
此外，在具有一種三重組態之一透鏡元件211中，可用空氣來替換一第二透鏡以形成類似於三組設計之一組態，且除上文所闡述之改變之外，亦僅用一光闌來替換具有一光闌之透明部件212以形成類似於四組設計之一組態。在上述變化中，可維持與本實施例所提供之彼等光學特性相同的光學特性。
該等變化可見於由CARL ZEISS AG製造之Hologon的轉變中，且已知，其中於一個三組設計透鏡之一中心部分中提供一光闌(如圖13A中所展示)之一組態在光學特性方面與其中提供經劃分光闌(如圖13B中所展示)之一組態沒有不同。
此外，儘管未展示，但一覆蓋玻璃板、一紅外線移除濾光器、 一低通濾光器及其中之每一者皆由一樹脂或玻璃材料製成之其他光學部件可進一步安置於透鏡群組210之物件側上或透鏡群組220與成像器件230之間。
舉例而言，成像器件230由一CCD影像感測器或一CMOS影像感測器形成，且其光接收表面經如此安置以使得其與透鏡群組210及220之組合之一影像形成平面重合。此外，成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。
成像器件230之光接收表面之邊緣(最外圓周部分)處之一正切角θ2進一步小於圖2中所展示之成像器件130之光接收表面之邊緣處之正切角θ1且(舉例而言)設定為16.7度。該較小正切角θ2藉由以下事實而達成：光通過透鏡群組220之光學路徑在較遠離光學軸之其一部分中較長以使得以一較大量來校正對應於該光學路徑之影像平面。
在影像高度之100%處外切成像器件230之光接收表面之正切線之法線與透鏡群組210及220之光學軸之交叉點比在影像高度之0至90%處外切光接收表面之正切線之法線與光學軸之交叉點距成像器件230之光接收表面遠。
由於如上文所闡述，可進一步減小該正切角且因此可減小曲線之深度，因此可易於彎曲成像器件，且將不發生因作用於彎曲部分與平坦部分之間的邊界上之一大力而導致之破裂。因此，可較可靠地減小成像裝置自身之大小。
透鏡群組210及220(在本實施例中，其中之每一者皆係一固定焦距透鏡)經組態以不僅滿足上文所闡述之條件表達式(1)亦滿足以下條件表達式(2)及(3)。
首先，條件表達式(2)定義透鏡群組210之焦度。
0.5fg1/fg5 (2)
在條件表達式(2)中，fg表示整個光學系統(作為一整體之透鏡群 組210及透鏡群組220)之焦距，及fg1表示透鏡群組210之焦距。由於以下原因，因此需要條件表達式(2)。
當fg1/fg增加時，由透鏡群組210所產生之正(枕形)光學失真量降低，但由整個光學系統所產生之光學失真增加。此外，當fg1/fg增加時，物件側上之光入射側第一表面之曲率降低。在此情形中，具有不同影像高度之光線以不同入射角入射於物件側上之光入射側第一表面上，從而導致一色像差。由於光學特性在fg1/fg變得較大(如上文所闡述)時變得不合意，因此需要設定一上限。
另一方面，當fg1/fg降低時，物件側上之光入射側第一表面之曲率增加，且該第一表面可具有一非可製造形狀。因此，需要設定一下限。
第二，條件表達式(3)定義透鏡群組220之焦度。
2fg2/fg或fg2/fg-2 (3)
在條件表達式(3)中，fg2表示透鏡群組220之焦距。由於以下原因，因此需要條件表達式(3)。
當fg2/fg變得大於-2時，具有高影像高度之光線被抬升且因此以大入射角入射於成像器件230上。在此情形中，不提供期望相機特性。因此，需要設定為-2之上限。此外，當fg2/fg變得小於2時，具有高影像高度之光線之狀態接近遠心狀態，此通常需要將光闌之位置朝向物件側進行移位。在此情形中，未維持光學系統之對稱且未校正像差。在此情形中，亦未提供期望相機特性。因此，需要設定為2之下限。
亦在本實施例中，由上文所闡述之非球面表面方程式來表達一固定焦距透鏡之一非球面表面之形狀。
在以下章節中，將對根據上文所闡述之第二實施例之成像裝置之特定實例做出一說明。
[實例4]
圖14展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之5百萬像素之一1/5大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖14中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211、一透明部件212及一透鏡元件213形成且彼此接合。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
期望以一複製方法來形成透鏡元件211，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件211之側相對的透明部件212之側上以該複製方法來形成透鏡元件213。透鏡元件221期望形成為一經玻璃模製透鏡。特定而言，舉例而言，可在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板之相對側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料來形成透鏡元件211及213。透鏡元件221可藉由使用由SCHOTT AG製造之一p-SK57玻璃材料而形成為一經玻璃模製透鏡。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖14中，正切角設定為21.9度。
在圖14中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211、透明部件212、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表13展示與對應於圖14中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表14展示圖14中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211之表面Sf1、透鏡元件213之表面Sf4、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表14中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表15展示圖14中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖14中所展示之實例中，焦距f設定為2.60 mm，數值孔徑F設定為2.05，半視角ω設定為35.4度，及透鏡長度H設定為3.47 mm。
表16展示在實例4中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表16中所展示，在實例4中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖15係展示實例4中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖15之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖15之中心部分展示像散。圖15之右邊部分展示失真。
根據實例4，提供包含具有如3.47 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖15中所展示；數值孔徑如2.05一樣大；及半視角如35.4度一樣寬。
此外，在實例4中，透鏡群組210具有大正焦度及2.30 mm之一焦距，且透鏡群組220具有小負焦度及21.1 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之30.2%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.13%之一小負(筒形)光學失真，如圖16中所展示。
[實例5]
圖17展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之5百萬像素之一1/5大小 CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖17中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211A、一透鏡元件211B、一透明部件212及一透鏡元件213形成且彼此接合。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211A具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
期望以一複製方法來形成透鏡元件211A及211B，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件211B之表面相對的透明部件212之側上以該複製方法來形成透鏡元件213。透鏡元件221期望形成為一經玻璃模製透鏡。特定而言，舉例而言，可以實施兩次之該複製程序在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料及一NT57玻璃材料來形成透鏡元件211A及211B。可在與透鏡元件211A及211B相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件213。此外，透鏡元件221可藉由使用由SCHOTT AG製造之一p-SK57玻璃材料而形成為一經玻璃模製透鏡。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖17中，正切角設定為16.7度。
在圖17中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211A、透鏡元件211B、透明部件212、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表17展示與對應於圖17中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表18展示圖15中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211A之表面Sf1、透鏡元件211B之表面Sf2、透鏡元件213之表面Sf5、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表18中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表19展示圖17中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在 圖17中所展示之實例中，焦距f設定為2.54 mm，數值孔徑F設定為2.05，半視角ω設定為35.2度，及透鏡長度H設定為3.22 mm。
表20展示在實例5中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表20中所展示，在實例5中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖18係展示實例5中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖18之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖18之中心部分展示像散。圖18之右邊部分展示失真。
根據實例5，提供包含具有如3.22 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖18中所展示；數值孔徑如2.05一樣大；及半視角如35.2度一樣寬。
此外，在實例5中，透鏡群組210具有大正焦度及2.57 mm之一焦距，且透鏡群組220具有小正焦度及26.3 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之29.5%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件130所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.90%之一小正(枕形)光學失真，如圖19中所展示。
[實例6]
圖20展示用於具有以0.9-μm間隔而配置之5百萬像素之一1/5大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖20中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211A、一透鏡元件211B、一透鏡元件211C、一透明部件212及一透鏡元件213形成且彼此接合。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211A具有朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
期望以一複製方法來形成透鏡元件211A、211B及211C，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件211C之表面相對的透明部件212之側上以該複製方法來形成透鏡元件213。透鏡元件221期望形成為一經玻璃模製透鏡。特定而言，舉例而言，可以實施三次之該複製程序在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料及一NT57玻璃材料來形成透鏡元件211A、211B及211C。可在與透鏡元件211A、211B及211C相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件213。此外，透鏡元件221可藉由使用由SCHOTT AG製造之一p-SK57玻璃材料而形成為一經玻璃模製透鏡。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖20中，正切角設定為16.3度。
在圖20中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sf6、Sb1、 Sb2及IMG來標示透鏡元件211A、透鏡元件211B、透鏡元件211C、透明部件212、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表21展示與對應於圖20中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表22展示圖20中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211A之表面Sf1、透鏡元件211B之表面Sf2、透鏡元件211C之表面Sf3、透鏡元件213之表面Sf6、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表22中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表23展示圖20中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖20中所展示之實例中，焦距f設定為2.50 mm，數值孔徑F設定為2.05，半視角ω設定為35.1度，及透鏡長度H設定為3.14 mm。
表24展示在實例6中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表24中所展示，在實例6中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖21係展示實例6中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖21之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖21之中心部分展示像散。圖21之右邊部分展示失真。
根據實例6，提供包含具有如3.14 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖21中所展示；數值孔徑如2.05一樣大；及半視角如35.1度一樣寬。
此外，在實例6中，透鏡群組210具有大正焦度及2.50 mm之一焦距，且透鏡群組220具有相對小正焦度及9.22 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之29.4%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至1.197%之一小正(枕形)光學失真，如圖22中所展示。
[實例7]
圖23展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之8百萬像素之一1/4大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖23中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211A、空氣、一透鏡元件211C、一透明部件212及一透鏡元件213形成。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211A具有一彎月形狀及朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
透鏡元件211A期望形成為一經塑膠模製透鏡或一經玻璃模製透鏡。期望以一複製方法來形成透鏡元件211C，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件211C之側相對的透明部件212之側上以該複製方法來形成透鏡元件213。透鏡元件221期望形成為一經玻璃模製透鏡。特定而言，舉例而言，可以該複製程序在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料來形成透鏡元件211C。可在與透鏡元件211C相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之側上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件213。此外，透鏡元件221可藉由使用由SCHOTT AG製造之一p-SK57玻璃材料而形成為一經玻璃模製透鏡。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖23中，正切角設定為9.64度。
在圖23中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sf6、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211A、透鏡元件211C、透明部件212、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表25展示與對應於圖23中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表26展示圖23中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211A之表面Sf1及Sf2、透鏡元件211C之表面Sf3、透鏡元件213之表面Sf6、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表26中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球 面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表27展示圖23中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖23中所展示之實例中，焦距f設定為2.86 mm，數值孔徑F設定為2.25，半視角ω設定為37.7度，及透鏡長度H設定為3.45 mm。
表28展示在實例7中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表28中所展示，在實例7中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖24係展示實例7中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖24之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖24之中心部分展示像散。圖24之右邊部分展示失真。
根據實例7，提供包含具有如3.45 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖24中所展示；數值孔徑如2.25一樣大；及半視角如37.7度一樣寬。
此外，在實例7中，透鏡群組210具有大正焦度及2.70 mm之一焦距，且透鏡群組220具有小正焦度及87.5 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之17.0%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.411%之一小負(筒形)光學失真，如圖25中所展示。
[實例8]
圖26展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之8百萬像素之一1/4大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖26中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211A、空氣、一透鏡元件211C、一透明部件212、一透鏡元件213及一透鏡元件214形成。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211A具有一彎月形狀及朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及透明部件212具有一光闌及一紅外線移除濾光器。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
透鏡元件211A期望形成為一經塑膠模製透鏡或一經玻璃模製透鏡。期望以一複製方法來形成透鏡元件211C，其中一UV可固化樹脂轉印至透明部件212上且用UV光輻照。類似地，期望在與其上已形成透鏡元件211C之表面相對的透明部件212之側上以該複製方法來形成透鏡元件213及214。透鏡元件221期望形成為一經玻璃模製透鏡。特 定而言，舉例而言，可以該複製程序在由SCHOTT AG製造之一D263T玻璃基板上藉由使用由NITTO DENKO CORPORATION製造之一NT33玻璃材料來形成透鏡元件211C。可以實施兩次之該複製程序在與透鏡元件211C相對的由SCHOTT AG製造之D263T玻璃基板之側上藉由使用由ASAHI KASEI CORPORATION製造之一414C玻璃材料及由NITTO DENKO CORPORATION製造之NT33玻璃材料來形成透鏡元件213及214。此外，透鏡元件221可藉由使用由SCHOTT AG製造之一p-SK57玻璃材料而形成為一經玻璃模製透鏡。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖26中，正切角設定為10.7度。
在圖26中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sf6、Sf7、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211A、透鏡元件211C、透明部件212、透鏡元件213、透鏡元件214及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表29展示與對應於圖26中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表30展示圖26中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211A之表面Sf1及Sf2、透鏡元件211C之表面Sf3、透鏡元件213之表面Sf6、透鏡元件214之表面Sf7、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表30中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表31展示圖26中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖26中所展示之實例中，焦距f設定為2.86 mm，數值孔徑F設定為2.25，半視角ω設定為37.6度，及透鏡長度H設定為3.45 mm。
表32展示在實例8中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表32中所展示，在實例8中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖27係展示實例8中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖27之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖27之中心部分展示像散。圖27之右邊部分展示失真。
根據實例8，提供包含具有如3.45 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖27中所展示；數值孔徑如2.25一樣大；及半視角如37.6度一樣寬。
此外，在實例8中，透鏡群組210具有大正焦度及3.13 mm之一焦距，且透鏡群組220具有小正焦度及12.2 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之18.6%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.676%之一小負(筒形)光學失真，如圖28中所展示。
[實例9]
圖29展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之8百萬像素之一1/4大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖29中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211A、空氣、一透鏡元件211C、一光闌、空氣 及一透鏡元件213形成。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211A具有一彎月形狀及朝向一物件呈凸形之一物件側表面，及光闌安置於透鏡元件211C之影像平面側上。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。一紅外線移除濾光器提供於透鏡元件221之影像平面側上。
透鏡元件211A、透鏡元件211C、透鏡元件213及透鏡元件221中之每一者期望形成為一經塑膠模製透鏡或一經玻璃模製透鏡。紅外線移除濾光器期望安置於透鏡元件221之影像平面側上。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖29中，正切角設定為8.5度。
在圖29中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sf6、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211A、透鏡元件211C、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表33展示與對應於圖29中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表34展示圖29中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211A之表面Sf1及Sf2、透鏡元件211C之表面Sf3、透鏡元件213之表面Sf6、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表34中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表35展示圖29中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖29中所展示之實例中，焦距f設定為2.81 mm，數值孔徑F設定為2.25，半視角ω設定為37.8度，及透鏡長度H設定為3.45 mm。
表36展示在實例9中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表36中所展示，在實例9中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖30係展示實例9中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖30之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖30之中心部分展示像散。圖30之右邊部分展示失真。
根據實例9，提供包含具有如3.45 mm一樣緊湊之一總光學長度之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖30中所展示；數值孔徑如2.25一樣大；及半視角如37.8度一樣寬。
此外，在實例9中，透鏡群組210具有大正焦度及2.56 mm之一焦距，且透鏡群組220具有小負焦度及29.2 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之16.3%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.355%之一小負(筒形)光學失真，如圖31中所展示。
[實例10]
圖32展示用於具有以1.1-μm間隔而配置之8百萬像素之一1/4大小CMOS影像感測器之一成像裝置之組態之一實例。
圖32中所展示之成像裝置由一透鏡群組210、一透鏡群組220及一成像器件230形成。
透鏡群組210由自物件側朝向成像器件230之光接收表面而順序地配置之一透鏡元件211、空氣、一光闌、空氣及一透鏡元件213形成。透鏡群組220由一透鏡元件221形成。透鏡元件211具有一彎月形狀及朝向一物件呈凸形之一物件側表面。透鏡元件221之兩個表面朝向光接收表面呈凸形。
透鏡元件211、透鏡元件213、透鏡元件221中之每一者期望形成 為一經塑膠模製透鏡或一經玻璃模製透鏡。紅外線移除濾光器期望安置於透鏡元件221之影像平面側上。
成像器件230之光接收表面係具有一非球面形狀及朝向透鏡群組210及220之凹形之一彎曲表面。在圖32中，正切角設定為8.5度。
在圖32中，用表面編號Sf1、Sf2、Sf3、Sf4、Sf5、Sb1、Sb2及IMG來標示透鏡元件211、光闌、透鏡元件213及透鏡元件221之表面以及成像器件230之光接收表面。
表37展示與對應於圖32中所展示之成像裝置中之表面編號之表面相關聯之曲率半徑R(mm)、距離d(mm)、折射率nd及色散νd。
表38展示圖32中所展示之成像裝置中之非球面表面(特定而言，透鏡元件211之表面Sf1及Sf2、透鏡元件213之表面Sf4及Sf5、透鏡元件221之表面Sb1及Sb2以及成像器件230之光接收表面IMG)之第四階、第六階、第八階及第十階非球面係數。在表38中，K表示圓錐係數；A表示第四階非球面係數；B表示第六階非球面係數；C表示第八階非球面係數；及D表示第十階非球面係數。
表39展示圖32中所展示之成像裝置中之整個光學系統(透鏡群組210及透鏡群組220)之焦距f、數值孔徑F、半視角ω、透鏡長度H。在圖32中所展示之實例中，焦距f設定為2.82 mm，數值孔徑F設定為2.25，半視角ω設定為37.7度，及透鏡長度H設定為3.45 mm。
表40展示在實例10中滿足條件表達式(1)至(3)。
如表40中所展示，在實例10中滿足由條件表達式(1)至(3)所定義之條件。
圖33係展示實例10中之一球面像差(色像差)、像散及失真之一像差圖。圖33之左邊部分展示球面像差(色像差)。圖33之中心部分展示像散。圖33之右邊部分展示失真。
根據實例10，提供包含具有如3.45 mm一樣緊湊之一總光學長度 之一透鏡及優良成像效能同時具有以下特性之一成像裝置：良好地校正球面像差、像散及失真，如圖33中所展示；數值孔徑如2.25一樣大；及半視角如37.7度一樣寬。
此外，在實例10中，透鏡群組210具有大正焦度及2.51 mm之一焦距，且透鏡群組220具有極小正焦度及1385 mm之一焦距。由因此經組態透鏡群組210及220所產生之16.5%之一正(枕形)光學失真抵消由彎曲成像器件230所產生之大負(筒形)光學失真，且因此將整個成像裝置中所產生之光學失真減小至0.638%之一小負(筒形)光學失真，如圖34中所展示。
[晶圓級光學器件]
圖35概念地展示根據上文所闡述之第二實施例之晶圓級光學器件。
大量複製透鏡形成於一玻璃基板310之上部側及下部側上。每一組上部及下部複製透鏡形成一第一群組320(210)。
然後由單一玻璃材料製成大量晶圓形透鏡。該等透鏡中之每一者形成一第二群組330。
然後，上文所闡述之兩個晶圓形透鏡彼此接合以在一單個程序中形成大量透鏡。
為接合兩個透鏡，一間隔件夾持於第一群組320與第二群組330之間，或者一保護器或一間隔件附接至第一群組320之下部表面或第二群組330之上部表面。此外，在諸多情形中，一紅外線移除濾光器提供於其上已形成第一群組320之玻璃基板310上。
[電子系統之組態之實例]
圖36係展示其中併入有本發明技術應用於其之一成像裝置之一電子系統之組態之一實例之一方塊圖。
圖36中所展示之一電子系統400包含：一光學系統410，其呈根 據第一實施例之透鏡群組110或根據第二實施例之透鏡群組210及透鏡群組220之形式；及一成像器件420，其呈根據第一實施例之成像器件130或根據第二實施例之成像器件230之形式。
光學系統410將入射光引導至包含成像器件420之一像素區域之一成像表面且形成一標的影像。
電子系統400進一步包含：一驅動電路(DRV)430，其驅動成像器件420；及一信號處理電路(PRC)440，其處理來自成像器件420之一輸出信號。
驅動電路430藉由使用用於驅動成像器件420中之一電路之多種時序信號(包含一開始脈衝及一時脈脈衝)來驅動成像器件420。
信號處理電路440對來自成像器件420之一輸出信號執行預定信號處理。由信號處理電路440處理之一視訊信號記錄於一記錄媒體(舉例而言，一記憶體)上。記錄於記錄媒體上之視訊資訊由一印表機列印或者顯示於一顯示器或任何其他顯示裝置上。
本發明技術可提供以下有利效應。
(1)可藉由彎曲一成像器件而減小一透鏡之影像平面的校正量。
(2)可減小正切於該成像器件之一有效直徑等效最外周長(光接收表面之邊緣)處之曲線之一線的角度。
(3)(1)及(2)中所闡述之狀態防止該成像器件在該成像器件之該有效直徑等效最外周長處易於被損壞，藉此可能易於提供一彎曲感測器。
(4)由於因此所提供之彎曲感測器允許減小入射於該感測器上之一主射線的入射角，該感測器之周邊處之光量之一減少可小於基於餘弦四次方定律所計算之減少，且因此可增加該感測器之該周邊處之該光量。
(5)由於一光闌及一紅外線移除濾光器可提供於一玻璃基板上， 因此可形成不須單獨地具備一光闌或一紅外線移除濾光器之一光學系統。
(6)該光學系統具有比一行動電話或相關技術之其他類似裝置中之一光學系統更接近一對稱組態之一透鏡組態，且因此可有效地校正非對稱光學像差。
(7)在其中透鏡元件於其之間不具有氣隙之情況下而分層之一具有大像素數目能力的結構中，在不改變基本結構之情況下，可易於增強該結構的光學效能。
(8)與其中裝配經注射模製透鏡之一情形相比，分層複製透鏡允許減小可移動部分的數目，藉此該經分層透鏡可比該所裝配透鏡可靠。
(9)由於由該光學系統產生之正光學失真可抵消由該彎曲成像器件所產生之負光學失真，因此可以最有效方式來使用藉由彎曲該成像器件而提供之透鏡簡化之一有利效應。
(10)可減小該成像器件之佔用面積。
(11)由於一透鏡可由一可回流玻璃材料製成，因此本發明技術可應用於一可回流相機。
(12)本發明技術亦可應用於其中不使用具有一光闌之透明部件而是在空氣中安置一光闌之一光學系統。
本發明技術之實施例不限於上文所闡述之彼等實施例，且可對上文所闡述之實施例做出多種改變，惟該等改變不背離本發明技術之實質。
本發明技術可經組態如下。
(1)
一種成像裝置，其包含一透鏡群組，其由一或多個透鏡元件形成，及 一成像器件，其具有該透鏡群組在其上形成一物件之一影像之一光接收表面，其中該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形以使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間的一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
(2)
如(1)之成像裝置，其中在一影像高度之100%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該透鏡群組之該光學軸之一交叉點比在該影像高度之0至90%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該光學軸之一交叉點距該光接收表面遠。
(3)
如(1)或(2)之成像裝置，其中該光接收表面之該邊緣處之該正切角係35度或更小。
(4)
如(1)至(3)中任一項之成像裝置，其中一第一透鏡群組及一第二透鏡群組經安置為該透鏡群組且係自該物件存在之側朝向該光接收表面而配置，該第一透鏡群組係一內置光闌透鏡群組，且該第二透鏡群組之每一表面朝向該光接收表面呈凸形。
(5)
如(4)之成像裝置，其中該透鏡群組之一焦距f、該第一透鏡群組之一焦距fg1及該第 二透鏡群組之一焦距fg2滿足以下條件表達式：0.5fg1/f5；及2fg2/f或fg2/f-2。
(6)
如(4)或(5)之成像裝置，其中該第二透鏡群組之該等表面中之至少一者具有一非球面形狀。
(7)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第二透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(8)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(9)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一第三透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(10)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
(11)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含： 一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，一第三透鏡元件，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
(12)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣且該光闌與第三透鏡元件在中間夾有空氣。
(13)
如(4)至(6)中任一項之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一光闌，及 一第二透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面，且該第一透鏡元件與該光闌在中間夾有空氣且該光闌與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
(14)
如(1)至(3)中任一項之成像裝置，其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第二透鏡元件，其係自該物件存在之該側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(15)
如(1)至(3)中任一項之成像裝置，其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(16)
如(1)至(3)中任一項之成像裝置，其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一第三透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件具有朝向該物件呈凸形之該物件側上之一表面。
(17)
如(1)至(16)中任一項之成像裝置，其中該透鏡群組產生正光學失真。
(18)
如(17)之成像裝置，其中光學失真量係5%或更大。
(19)如(1)至(3)中任一項之成像裝置，其中該透鏡群組之一有效半徑D_lens及該成像器件之一有效半徑D_im滿足以下條件表達式：0.35<D_lens/D_im<0.75。
(20)一種包含一成像裝置之電子系統，其中該成像裝置包含一透鏡群組，其由一或多個透鏡元件形成，及一成像器件，其具有該透鏡群組在其上形成一物件之一影像之一光接收表面， 該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形以使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間的一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
本發明含有與2012年4月26日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2012-100679中所揭示之彼標的物相關之標的物，該專利申請案之全部內容藉此皆以引用方式併入。
熟習此項技術者應理解，可取決於設計要求及其他因素而做出各種修改、組合、子組合及更改，惟其在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
10‧‧‧透鏡群組
11‧‧‧透鏡元件
12‧‧‧透明部件
13‧‧‧透鏡元件
30‧‧‧成像器件
θ0‧‧‧正切角

Claims (20)

  1. 一種成像裝置，其包括：一透鏡群組，其由一或多個透鏡元件形成；及一成像器件，其具有一光接收表面，該透鏡群組在其上形成一物件之一影像，其中該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間之一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
  2. 如請求項1之成像裝置，其中在一影像高度之100%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該透鏡群組之該光學軸之一交叉點比在該影像高度之0至90%處外切該光接收表面之一正切線之一法線與該光學軸之一交叉點距該光接收表面遠。
  3. 如請求項1之成像裝置，其中該光接收表面之該邊緣處之該正切角係35度或更小。
  4. 如請求項1之成像裝置，其中一第一透鏡群組及一第二透鏡群組係安置為該透鏡群組，且係自該物件存在之側朝向該光接收表面而配置，該第一透鏡群組係一內置光闌透鏡群組，且該第二透鏡群組之每一表面朝向該光接收表面呈凸形。
  5. 如請求項4之成像裝置，其中該透鏡群組之一焦距f、該第一透鏡群組之一焦距fg1及該 第二透鏡群組之一焦距fg2滿足以下條件表達式：0.5fg1/f5 2fg2/f或fg2/f-2。
  6. 如請求項4之成像裝置，其中該第二透鏡群組之該等表面中之至少一者具有一非球面形狀。
  7. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第二透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  8. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  9. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件， 一第二透鏡元件，一第三透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  10. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
  11. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，一第三透鏡元件，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置， 該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
  12. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一第二透鏡元件，一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，且該第一透鏡元件與該第二透鏡元件在中間夾有空氣，且該光闌與第三透鏡元件在中間夾有空氣。
  13. 如請求項4之成像裝置，其中該第一透鏡群組包含：一第一透鏡元件，其具有一彎月形狀，一光闌，及一第二透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，該第一透鏡元件朝向該物件呈凸形，該第二透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面，且該第一透鏡元件與該光闌在中間夾有空氣，且該光闌與該第二透鏡元件在中間夾有空氣。
  14. 如請求項1之成像裝置， 其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第二透鏡元件，其係自該物件存在之該側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  15. 如請求項1之成像裝置，其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第三透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  16. 如請求項1之成像裝置，其中該透鏡群組包含：一第一透鏡元件，一第二透鏡元件，一第三透鏡元件，一透明部件，其具有一光闌，及一第四透鏡元件，其係自該物件側朝向該光接收表面而順序地配置，且該第一透鏡元件在該物件側上具有朝向該物件呈凸形之一表面。
  17. 如請求項1之成像裝置，其中該透鏡群組產生正光學失真。
  18. 如請求項17之成像裝置，其中光學失真量係5%或更大。
  19. 如請求項1之成像裝置，其中該透鏡群組之一有效半徑D_lens及該成像器件之一有效半徑D_im滿足以下條件表達式：0.35<D_lens/D_im<0.75。
  20. 一種包括一成像裝置之電子系統，其中該成像裝置包含一透鏡群組，其由一或多個透鏡元件形成，及一成像器件，其具有一光接收表面，該透鏡群組在其上形成一物件之一影像，該成像器件之該光接收表面係朝向該透鏡群組呈凹形之一彎曲表面，且該成像器件之該光接收表面具有一非球面形狀，該光接收表面經如此塑形使得係外切該光接收表面之一邊緣之一正切線與垂直於該透鏡群組之一光學軸之一平面之間之一角之一正切角小於當該光接收表面具有一球面形狀時所提供之正切角。
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